【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2-第7章-機(jī)械能守恒定律-本章知能檢測

第七章機(jī)械能守恒定律建議用時實際用時設(shè)定分值實際得分90分鐘100分一、選擇題（本題共10個小題，每小題4分，共40分。1，3，5，8，9題為單選題；2，4，6，7，10題為多選題，多選題中，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有錯選或不答的得0分）圖7-11-11.物塊QUOTE位于光滑的斜面上，斜面QUOTE位于光滑的水平地面上（如圖7-11-1所示），從地面上看，在物塊QUOTE沿斜面QUOTE下滑的過程中，斜面QUOTE對物塊QUOTE的作用力（）圖7-11-1A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做功不為零C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零2.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5t。汽車在水平面上行駛時，阻力與車重成正比，QUOTE取10QUOTE，當(dāng)汽車以額定功率勻速行駛時速度為12m/s?，F(xiàn)突然減小油門，使發(fā)動機(jī)功率減小到40kW，對接下來車子運(yùn)動狀況的描述正確的是（）A.先做勻減速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動B.先做加速度增大的減速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動C.先做加速度減小的減速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動D.最終的速度大小是8m/s圖7-11-23.通過一動滑輪提升質(zhì)量為1kg的重物，如圖7-11-2所示，豎直向上拉繩子，使重物由靜止開頭以5QUOTE的加速度加速上升，不計動滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦，則拉力在1s末的瞬時功率為（）圖7-11-2A.75W B.25WC.12.5W D.37.5W4.（2022·海南高考）下列關(guān)于功和機(jī)械能的說法，正確的是（）A.在有阻力作用的狀況下，物體重力勢能的削減不等于重力對物體所做的功B.合力對物體所做的功等于物體動能的轉(zhuǎn)變量C.物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)D.運(yùn)動物體動能的削減量確定等于其重力勢能的增加量5.在地面上將質(zhì)量為QUOTE的小球以初速度QUOTE斜向上拋出。當(dāng)它上升到離地面某一高度時，它的勢能恰好等于當(dāng)時的動能。則這個高度是（以地面為零勢能面，不計空氣阻力）（）A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE6.在奧運(yùn)競賽項目中，高臺跳水是我國運(yùn)動員的強(qiáng)項。質(zhì)量為QUOTE的跳水運(yùn)動員進(jìn)入水中后受到水的阻力而豎直向下做減速運(yùn)動，設(shè)水對他的阻力大小恒為QUOTE，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ǎ〢.他的動能削減了QUOTEhB.他的重力勢能削減了QUOTEhC.他的機(jī)械能削減了（QUOTE）hD.他的機(jī)械能削減了QUOTEh圖7-11-37.如圖7-11-3所示，小球自QUOTE點(diǎn)由靜止自由下落，落到QUOTE點(diǎn)時與彈簧接觸，到QUOTE點(diǎn)時彈簧被壓縮到最短。若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球QUOTE的過程中（）圖7-11-3A.小球的機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能減小C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.小球的動能始終減小圖7-11-48.兩個內(nèi)壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一水平面，如圖7-11-4圖7-11-4A.兩小球速度大小不等，對碗底的壓力相等B.兩小球速度大小不等，對碗底的壓力不等C.兩小球速度大小相等，對碗底的壓力相等D.兩小球速度大小相等，對碗底的壓力不等圖7-11-59.一質(zhì)量為QUOTE的物體在水平恒力QUOTE的作用下沿水平面運(yùn)動，在QUOTE時刻撤去力QUOTE，其QUOTE圖像如圖7-11-5所示。動摩擦因數(shù)為QUOTE，則下列關(guān)于力QUOTE的大小和QUOTE做的功QUOTE的大小關(guān)系式，正確的是（）圖7-11-5A.QUOTE B.QUOTEQUOTE D.QUOTE圖7-11-610.自動充電式電動車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池相連，電動車運(yùn)動時開啟充電裝置，發(fā)電機(jī)可以向蓄電池充電。為測試電動車的工作特性，某人做了如下試驗：關(guān)閉電動車的動力裝置，使車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行。第一次試驗中，關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關(guān)系如圖7-11-6中甲所示；其次次試驗中，啟動充電裝置，其動能隨位移變化的關(guān)系如圖7-11-圖7-11-6A.第一次試驗中，電動車受到的阻力大小為50NB.其次次試驗中，蓄電池中充入的總電能為200JC.充電時蓄電池充入電能的多少與電動車運(yùn)動距離的大小成正比D.第一次運(yùn)動中電動車做勻減速運(yùn)動，其次次電動車做加速度漸漸減小的減速運(yùn)動二、填空題（本題共2個小題，其中第11小題10分，第12小題6分，共16分。請將正確答案填在題中的橫線上）11.如圖7-11-7所示，在利用自由落體運(yùn)動驗證機(jī)械能守恒定律的試驗中，電源的頻率為50Hz，依次打出的點(diǎn)為0，1，2，3，4，…，QUOTE。則：甲乙甲乙圖7-11-7（1）在圖中所示的兩條紙帶中應(yīng)選取的紙帶是，緣由是。（2）如用從起點(diǎn)0到第3點(diǎn)之間來驗證，必需直接測量的物理量為，必需計算出的物理量為，驗證的表達(dá)式為。（3）下列試驗步驟操作合理的排列挨次是（填寫步驟前面的字母）。A.將打點(diǎn)計時器豎直安裝在鐵架臺上；B.接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落；C.取下紙帶，更換新紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊€面）重新做試驗；D.將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器，用手提起紙帶；E.選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度QUOTE，QUOTE，QUOTE，…，QUOTE，計算出對應(yīng)的瞬時速度QUOTE，QUOTE， QUOTE，…，QUOTE；F.分別計算出QUOTE和QUOTE，在誤差允許的范圍內(nèi)看是否相等。（4）本試驗中，計算出從0點(diǎn)到某點(diǎn)重力勢能的削減量與動能的增加量相比較，是偏小還是偏大？。請寫出減小誤差的試驗改進(jìn)措施：。圖7-11-812.（2021·大綱全國高考）測量物塊QUOTE與平板QUOTE之間動摩擦因數(shù)的試驗裝置如圖7-11-8所示。QUOTE是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的QUOTE板的上表面QUOTE在QUOTE點(diǎn)相切，QUOTE點(diǎn)在水平地面的垂直投影為QUOTE′。重力加速度大小為QUOTE。試驗步驟如下：圖7-11-8①用天平稱出物塊QUOTE的質(zhì)量QUOTE；②測量出軌道QUOTE的半徑QUOTE、QUOTE的長度QUOTE和QUOTE′的長度QUOTE；③將物塊QUOTE從QUOTE點(diǎn)由靜止釋放，在物塊QUOTE落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)QUOTE；④重復(fù)步驟③，共做10次；⑤將10個落地點(diǎn)用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到QUOTE′的距離QUOTE。（1）用試驗中的測量量表示：①物塊QUOTE到達(dá)QUOTE點(diǎn)時的動能QUOTE=；②物塊QUOTE到達(dá)QUOTE點(diǎn)時的動能QUOTE＝；③在物塊QUOTE從QUOTE運(yùn)動到QUOTE的過程中，物塊QUOTE克服摩擦力做的功QUOTE=；④物塊QUOTE與平板QUOTE之間的動摩擦因數(shù)QUOTE=。（2）回答下列問題：①試驗步驟④⑤的目的是；②已知試驗測得的QUOTE值比實際值偏大，其緣由除了試驗中測量量的誤差之外，其他的可能是（寫出一個可能的緣由即可）。三、計算題（本題共4個小題，共44分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位）13.［10分］從距離地面5m的高處將質(zhì)量為0.5kg的物塊以5m/s的速度水平拋出，不計空氣阻力，QUOTE取10QUOTE。求：（1）物塊落地時的速度大小。（2）物塊在空中飛行過程中重力做功的平均功率。（3）物塊剛要落地時重力的瞬時功率。14.［10分］一質(zhì)量為500t的機(jī)車，以恒定功率375kW由靜止動身，經(jīng)過5min，速度達(dá)到最大值54km/h，設(shè)機(jī)車所受阻力QUOTE恒定不變，QUOTE取10QUOTE，試求：（1）機(jī)車受到的阻力QUOTE的大小。（2）機(jī)車在這5min內(nèi)行駛的路程。圖7-11-915.［12分］如圖7-11-9所示，豎直光滑四分之三圓軌道QUOTE固定在水平面QUOTE上，軌道圓心為QUOTE，半徑QUOTE1m，軌道最低點(diǎn)與水平面相切于QUOTE點(diǎn)，QUOTE為軌道最高點(diǎn)，QUOTE點(diǎn)與圓心QUOTE等高。一質(zhì)量QUOTE1kg的小物塊從水平面上以速度QUOTE8m/s豎直向上拋出，物塊從QUOTE點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，最終停在QUOTE點(diǎn)。物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)QUOTE0.4,g取10QUOTE。求：圖7-11-9（1）物塊運(yùn)動到QUOTE點(diǎn)時的速度；（可以保留根式）（2）物塊運(yùn)動到QUOTE點(diǎn)時對軌道的壓力大?。唬?）物塊從QUOTE點(diǎn)運(yùn)動到QUOTE點(diǎn)所用的時間及QUOTE、QUOTE間的距離。圖7-11-1016.［12分］如圖7-11-10所示，水平放置的傳送帶與一光滑曲面相接（間隙很?。恍』瑝K質(zhì)量為QUOTE0.1kg，從距離傳送帶高QUOTE0.2m處由靜止滑下，傳送帶水平部分長QUOTE1.8m，小滑塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)QUOTE0.1。（QUOTE取10QUOTE）圖7-11-10（1）使傳送帶固定不動，問小滑塊能否滑離傳送帶？摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？（2）傳送帶以QUOTE1m/s的速度逆時針勻速運(yùn)動，問小滑塊能否滑離傳送帶？產(chǎn)生的熱量是多少？參考答案圖7-11-111.B解析：物塊QUOTE在下滑過程中和斜面之間有一對相互作用力QUOTE和QUOTE′，如圖7-11-11所示。假如把斜面QUOTE固定在水平桌面上，物塊QUOTE的位移方向和彈力方向垂直，這時斜面對物塊QUOTE不做功。但此題告知的條件是斜面放在光滑的水平面上，可以自由滑動。此時彈力方向照舊垂直于斜面，但是物塊QUOTE的位移方向卻是從初位置指向末位置，如圖7-11-40，彈力和位移方向不再垂直而是成一鈍角，所以彈力對物塊QUOTE做負(fù)功，即選項B正確。圖7-11-112.CD解析：汽車勻速行駛時，QUOTE，得牽引力QUOTEQUOTEN，則阻力QUOTEN。當(dāng)功率只有40kW時，牽引力減小，汽車做減速運(yùn)動，但不是勻減速運(yùn)動，選項A錯誤；由于功率突然減小，故牽引力發(fā)生突變，減小到某一值，然后牽引力從某一最小值開頭增大，加速度減小，而后勻速，速度大小為QUOTEm/sQUOTE8m/s，故選項B錯誤，選項C、D正確。3.A解析：依據(jù)牛頓其次定律知QUOTE，代入數(shù)據(jù)解得QUOTE7.5N，1s末重物的速度為QUOTE5m/s，則力QUOTE作用點(diǎn)的速度QUOTE10m/s，所以拉力在1s末的瞬時功率為QUOTE75W，故選項A正確。4.BC解析：物體重力勢能的削減始終與重力對物體所做的功相等，選項A錯誤；由動能定理知選項B正確；重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，大小與勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)，選項C正確；在只有重力做功的條件下，動能的削減量才確定等于重力勢能的增加量，選項D錯誤。5.B解析：由機(jī)械能守恒定律知QUOTE，又知QUOTE，則有QUOTE，解得QUOTE。6.BD解析：在水中受合力大小為QUOTE，方向向上，合力做的功QUOTE，選項A錯誤；重力做的功為QUOTE,即重力勢能削減了QUOTE,選項B正確；機(jī)械能削減了QUOTE，選項C錯誤、選項D正確。7.BC解析：由題意知，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在小球QUOTE的過程中，開頭時小球受到的重力大于彈力，因此小球的動能增大，當(dāng)彈簧的彈力等于重力時，動能最大，然后小球連續(xù)向下運(yùn)動，直至彈簧壓縮到最短，此時小球的動能為零，彈簧的彈性勢能最大。8.A解析：設(shè)小球在最低點(diǎn)的速度為QUOTE,由動能定理得，QUOTE，在最低點(diǎn)：QUOTE，兩式聯(lián)立得，QUOTE，QUOTE＝3QUOTE，兩碗半徑不一樣，故選項A正確。9.D解析：由題圖知，加速階段QUOTE，減速階段QUOTE。力QUOTE，且QUOTE，解得QUOTE，力QUOTE做的功QUOTE，選項D正確。10.ABD解析：第一次試驗中，由能量守恒定律可求得摩擦發(fā)熱為500J，然后依據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有QUOTE，從而求得阻力大小為50N，選項A正確；其次次試驗中，滑行的距離變?yōu)榈谝淮蔚腝UOTE，說明地面阻力做功變?yōu)樵瓉淼腝UOTE，蓄電池中充入的總電能為200J，選項B正確；分析運(yùn)動和受力知選項C錯誤，選項D正確。11.（1）甲前兩點(diǎn)的距離接近2mm，近似于自由落體運(yùn)動（2）點(diǎn)0到點(diǎn)3的距離QUOTE，點(diǎn)2至點(diǎn)4的距離QUOTE點(diǎn)3的瞬時速度QUOTEQUOTE（3）ADBCEF（4）偏大選用密度和質(zhì)量較大的重物；打點(diǎn)計時器的限位孔在同一條豎直線上；紙帶要豎直釋放等12.（1）①Q(mào)UOTE②QUOTE③QUOTE④QUOTE（2）①減小試驗誤差②圓弧軌道存在摩擦（或接縫QUOTE處不平滑等）解析：（1）①Q(mào)UOTE過程中，機(jī)械能守恒，得QUOTE＝QUOTE。②QUOTE過程中，物塊QUOTE做平拋運(yùn)動，則QUOTE＝QUOTE=QUOTE，則QUOTE＝QUOTE=QUOTE。③QUOTE過程中，對物塊QUOTE只有摩擦力做功，由動能定理得克服摩擦力做的功QUOTE)QUOTE。④依據(jù)QUOTE得QUOTE＝QUOTE＝QUOTE。（2）①因每次落點(diǎn)總不同，偶然誤差較大，所以取多個落點(diǎn)的圓心位置測量QUOTE是為了盡可能地減小試驗誤差。②試驗原理中只有QUOTE對QUOTE的摩擦力做負(fù)功，實際還有其他阻力做負(fù)功使系統(tǒng)機(jī)械能減小，因此測得的QUOTE應(yīng)比真實值大，即測得的QUOTE值偏大，其他阻力有空氣阻力、圓弧軌道阻力、接縫QUOTE處的阻力等。13.（1）11.2m/s（2）25W（3）50W解析：（1）由平拋運(yùn)動規(guī)律QUOTE,得QUOTE＝1s，QUOTE10m/s，物塊落地時速度的大小QUOTE≈11.2m/s。（2）物塊在飛行過程中重力做功的平均功率QUOTE＝QUOTEW=25W。（3）物塊剛要落地時重力的瞬時功率QUOTE0.5×10×10W=50W。QUOTEN(2)2250m解析：（1）已知QUOTE375QUOTEWQUOTE=54km/h=15m/s依據(jù)QUOTE時QUOTE＝QUOTE,得：QUOTE機(jī)車受到的阻力QUOTE=QUOTE=QUOTEQUOTEN。(2)機(jī)車在這5min內(nèi)，牽引力為變力，做正功，阻力做負(fù)功，重力、地面的支持力不做功。依據(jù)QUOTE,得牽引力做的功為QUOTE依據(jù)動